JP6049840B1 - ローラスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】ローラスクリーンにおいて、目詰まりを避けながら被処理物を効果的に篩い分けできるようにする。【解決手段】第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７は、被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面（第１テーパ面１８、第２テーパ面１９）を備え、これら凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、石炭、採掘土、廃棄物等を篩い分けするローラスクリーンに関する。

従来より、例えば、特許文献１の採掘土の粉砕分離装置のように、複数の回転ローラを配列し、これらの回転ローラによって固形物を分離、搬送するローラスクリーンを有するものが知られている。この回転ローラに歯を有する円盤を設けたり、各辺が凸状円弧に形成された多角形の板を設けたりすることが行われている。

このようなローラスクリーンは、従来の振動スクリーンでは篩分け困難な被処理物（高水分、付着性、高温など）の篩い分けに適している。

特開２０００−２４００９５号公報

しかしながら、従来のローラスクリーンでは、例えば最大径５０ｍｍ以上の粒度の石炭塊を投入し、１００ｍｍよりも小さいものを篩い落とし、それよりも大きいものを大径ホッパに搬送しようとした場合、大径の石炭塊がローラとローラの間の隙間で安定して回転して下流側へ流れなくなり、目詰まり状態が発生して搬送できない場合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、目詰まりを避けながら被処理物を効果的に篩い分けすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、回転ローラの凹凸のある形状により被処理物の目詰まりを防ぐようにした。

具体的には、第１の発明では、複数の回転ローラで被処理物を篩い分けながら搬送するローラスクリーンを前提とし、
上記回転ローラは、上記被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面を備え、該凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成されている。

上記の構成によると、凹凸外周面により、回転ローラ間の隙間の定位置にとどまろうとする被処理物が、軸方向に動くようにその回転を乱されるので、被処理物は下流側へ強制的に搬送される。回転ローラの凹凸面が段違いになるように回転ローラを並べることで、隙間が大きくなりすぎず、第１外径よりも大きい被処理物は篩い落とされずに下流側へ分離される。

また、第１の発明において、
上記凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる少なくとも１つの第１テーパ面と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる少なくとも１つの第２テーパ面とを有する。

上記の構成によると、第１テーパ面で軸方向一方側へ被処理物を移動させ、第２テーパ面で軸方向他方側へ被処理物を篩い分けるように移動させるので、被処理物が回転ローラ間でとどまりにくく、跳ね上げられて下流側へ流れやすくなる。

さらに第１の発明において、
上記凹凸外周面における上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない外周面には、螺旋状リブが突設されている。

上記の構成によると、凹凸面を段違いに配置する関係上、第１テーパ面及び第２テーパ面が設けられない外周面においても、螺旋状リブが被処理物を回転に伴って軸方向に徐々にずらして第１テーパ面又は第２テーパ面の方へ移動させるので被処理物は、第１テーパ面又は第２テーパ面に沿って持ち上げられ、より回転スピードを上昇させられて下流側へ搬出される。

また第２の発明において、
上記回転ローラが配列された下流側領域よりも上流側には、投入された上記被処理物が当接する上流側外周面及び軸方向に所定間隔を空けて該上流側外周面から突出するように設けられた板部材を備え、搬送方向に複数回転可能に配列され、上記第１外径よりも小さい第２外径の被処理物を篩い落としながら搬送する上流側回転ローラが設けられている。

上記の構成によると、上流側回転ローラでまず第１外径よりも小さい第２外径の被処理物を篩い落とし、さらに、下流側回転ローラで第１外径よりも小さい被処理物を篩い分ける。このように複数段階で篩い分けることでより効果的な篩い分けが行われる。

第３の発明では、第２の発明において、
上記凹凸外周面における上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない外周面の外径は、上記上流側外周面の外径よりも大きい。

上記の構成によると、例えば、同じ回転速度で上流側回転ローラと下流側の回転ローラとを回転させたとしても、下流側篩い分け部の方が外径が大きいので、被処理物が回転させられる速度が速くなり、搬送力が大きくなって大きな塊を運びやすい。

第４の発明では、
上記凹凸外周面は、上記第１テーパ面と上記第２テーパ面とが連続したそろばん珠形状の突部を少なくとも１つ有する。

上記の構成によると、被処理物が軸方向にさらに効果的に篩い分けられる。

第５の発明では、複数の回転ローラで被処理物を篩い分けながら搬送するローラスクリーンを前提とし、
上記回転ローラは、上記被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面を備え、該凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成されており、
上記凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる少なくとも１つの第１テーパ面と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる少なくとも１つの第２テーパ面とを有すると共に、上記第１テーパ面と上記第２テーパ面とが連続した少なくとも１つのそろばん珠形状の突部と、上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない円筒部とを有し、
隣り合う回転ローラにおける一方の上記突部の最大外径部分と他方の上記円筒部とが対向する位置に配置されている。

以上説明したように、本発明によれば、回転ローラを、その凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列し、所定の外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するようにしたことにより、目詰まりを避けながら被処理物を効果的に篩い分けすることができる。

ローラスクリーンの下流側篩い分け部を拡大して示す平面図である。 本発明の実施形態に係るローラスクリーンを示す側面図である。 上流側篩い分け部及び下流側篩い分け部を示す平面図である。 図１のIV−IV線拡大断面図である。 図１のＶ−Ｖ線拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２は本発明の実施形態のローラスクリーン１を示し、このローラスクリーン１は、例えば、上流側篩い分け部２と下流側篩い分け部３とを備えている。下流側篩い分け部３は、上流側篩い分け部２の下流側に設けられ、その搬送面は、上流側篩い分け部２の搬送面よりも低くなっており、下流側に向かって下方へ傾斜するスライダ２ａが設けられている。ローラスクリーン１は、振動式篩い分け機に比べて、騒音が小さく、運転騒音、二次公害がない。振動が小さいので、振動荷重の配慮が不要で、粉化率が低いという特徴がある。被処理物としては、石炭塊、採掘土、廃棄物など多種多様のものが考えられるが、本実施形態では、石炭塊について説明する。

例えば、コークス炉で作られる石炭コークスには、その大きさに応じて３つの用途がある。直径５０ｍｍ以上の大きな石炭塊が高炉に使われ、直径０〜１０ｍｍの粉コークスは高炉に入れる前の鉄鉱石を一定の大きさに焼き固める際に混ぜて使われる。そして、直径１０〜５０ｍｍの小・中塊コークスは、燃料として様々な産業で利用される。このため、石炭塊の分離が必要となる。

ローラスクリーン１は、内部が連通した一体のケーシング４を有し、上流側正面に矩形状の投入用開口５が開口している。ケーシング４の長手方向中間正面には、円形の開口部を有するダクト６が設けられている。ケーシング４の上面には、その他マンホール７等が設けられており、ケーシング４の側方には複数の点検口８等が設けられている。ケーシング４の最も下流側には、最後まで篩い落とされずに搬送されてきた大径（例えば１００ｍｍ超）の石炭塊が蓄えられる貯留部９が設けられている。

ローラスクリーン１には、例えば５台の駆動用電動モータ１０（図１に一部のみ示す）がケーシング４の側方から飛び出すように設けられている。これら駆動用電動モータ１０の動力は、ケーシング４の駆動用電動モータ１０と反対側側面に設けた伝達機構１１により適切に分配されるようになっている。

図３に示すように、上流側篩い分け部２では、上流側から例えば、８本の第１回転ローラ１２と、例えば１８本の第２回転ローラ１３（図３では一部省略）とが回転可能に支持されている。なお、第１回転ローラ１２の上流側には、第２回転ローラ１３と同じものが１本配置されているが、これはなくてもよい。

例えば、第１回転ローラ１２は、補強及びリフタ機能付与のために丸パイプの外周に棒状部材が円周方向に所定間隔を空けて溶接された第１外周面１２ａと、この第１外周面１２ａに軸方向に間隔を空けて設けられた例えば、円形や丸みを帯びた三角形状の外形の第１板部材１２ｂを有する。軸方向に隣り合う第１板部材１２ｂは、軸方向にずれた位置にある。第１回転ローラ１２は、両端の軸受１４に回転可能に支持され、伝達機構１１内でスプロケット１１ａがチェーン１１ｂで連結されて駆動用電動モータ１０の駆動力により、それぞれ回転するようになっている。

例えば、第２回転ローラ１３は、丸パイプよりなる中空かつ軸方向で略同一の外径の第２外周面１３ａ（第１外周面１２ａのように棒状部材は溶接されていない）と、この第２外周面１３ａに軸方向に所定間隔を空けて設けられた例えば、円形や丸みを帯びた三角形状の外形を有する、例えば鋼板よりなる第２板部材１３ｂを有する。軸方向に隣り合う第２板部材１３ｂは、軸方向にずれた位置にある。第２回転ローラ１３も両端の軸受１４で回転可能に支持され、伝達機構１１内でスプロケット１１ａがチェーン１１ｂで連結されて駆動用電動モータ１０の駆動力により、それぞれ回転するようになっている。

例えば、第１外周面１２ａ及び第２外周面１３ａの外径を１５９ｍｍとし、それぞれ隣接する第１外周面１２ａ又は第２外周面１３ａの隙間Ｈ１を５５ｍｍとする（Ｈ１＝５５ｍｍ）。

そして、図１、図４及び図５に示すように、下流側篩い分け部３では、第３回転ローラ１６と第４回転ローラ１７とが交互に並んで配置されている。例えば、第３回転ローラ１６と第４回転ローラ１７とが並んで合計４本設けられている。第３回転ローラ１６と第４回転ローラ１７とは、それぞれ石炭塊が当接する凹凸のある凹凸外周面を備えている。凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる２つの第１テーパ面１８と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる２つの第２テーパ面１９を有する。第１テーパ面１８及び第２テーパ面１９は、それぞれ軸方向に垂直な方向から見た側面（母線）間の傾きαを例えば、図５においてα＝３０°とする。

具体的には、図４に示すように、第３回転ローラ１６は、第１テーパ面１８と第２テーパ面１９とが連続したそろばん珠形状の突部２０を例えば２つ有する。凹凸外周面における第１テーパ面１８及び第２テーパ面１９のない外周面は、一定外径よりなる円筒部２１で構成され、その外周には、螺旋状リブ２２が突設されている。第１テーパ面１８と第２テーパ面１９は、例えば、扇形に切り取った鋼板を丸めながら溶接することで形成される。円筒部２１は、例えば、外径２９８．５ｍｍの丸パイプよりなり、第１外周面１２ａ及び第２外周面１３ａの外径の２倍程度になっている。螺旋状リブ２２は、例えば、６ｍｍの丸鋼を螺旋状に丸めて円筒部２１に溶接することにより設けられる。このとき、棒鋼を側方から見たときに軸ｘに対して約６０°傾けるのが望ましい（図４におけるβ＝６０°）。ただし、施行可能な４５〜８０°のどの角度でもよい。例えば、６ｍｍの丸鋼を人手で曲げながら溶接することで螺旋状リブ２２が円筒部２１に取り付けられる。第１テーパ面１８及び第２テーパ面１９は、例えば、鋼板を丸めて溶接して形成される。円筒部２１の両端は、円板部２３で塞がれており、フランジ付の回転軸２４を接続可能となっている。１本目の第３回転ローラ１６とスライダ２ａ端部との隙間が大きくなりすぎないように、スライダ２ａ端部の形状には、第３回転ローラ１６の凹凸に合わせて凹凸が形成されている。

図５に示すように、第４回転ローラ１７は、例えば、軸方向中央に１つの突部２０を有し、両端部に第１テーパ面１８と第２テーパ面１９とがそれぞれ最大外径が外側となるように設けられている。同様に一定外径よりなる円筒部２１の外周には、螺旋状リブ２２が突設されている。同様に円筒部２１の両端は、円板部２３で塞がれており、回転軸２４を接続可能となっている。

そして、図１に示すように、これら第３回転ローラ１６と第４回転ローラ１７とが凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列されている。例えば、凹凸面間の最大隙間Ｈ２を８２ｍｍとすることにより（Ｈ２＝８２ｍｍ）、所定の第１外径（例えば１００ｍｍｍ）よりも小さい石炭塊を篩い落としてケーシング４の下部に篩い分け、残った大径の石炭を貯留部９にながら搬送するように構成されている。

次に、本実施形態に係るローラスクリーン１の作動について説明する。

まず、投入用開口５から１００ｍｍ以上の大きさのものも含む様々な外径の石炭塊が投入される。

第１回転ローラ１２の第１外周面１２ａは丸棒が溶接されているので、石炭塊の落下によって摩耗しにくく、また、石炭塊をすくい上げることができる。第１回転ローラ１２及び第１板部材１２ｂによって石炭塊が回転させられて転がりながら下流側に搬送される。第１回転ローラ１２間の隙間（例えばＨ１＝５５ｍｍ）よりも小さい石炭塊が篩い落とされてケーシング４下方のピット（図示せず）に蓄積される。

下流側の第２回転ローラ１３でさらに石炭塊が回転されながら下流側へ搬送される。その間に隙間（例えばＨ１＝５５ｍｍ）から小さめの石炭塊が篩い落とされてピットに落下する。

そして、篩い落とされずに回転されながら搬送されてきた石炭塊は、上流側篩い分け部２から下流側篩い分け部３の領域へ流れ込む。このとき、図２に示すように、上流側篩い分け部２の搬送面と下流側篩い分け部３の搬送面とで上下に差を設けているので、石炭塊はスライダ２ａを転がり落ちていく。そして、１本目の第３回転ローラ１６とスライダ２ａとの間の隙間を例えば１００ｍｍ弱とすることで、１００ｍｍよりも小さい石炭塊が篩い落とされて下流側篩い分け部３のケーシング４の下方のピットに蓄えられる。ここには、上流側篩い分け部２で篩い落とされなかった５５ｍｍよりも大きく１００ｍｍよりも小さい石炭塊が蓄えられる。

第３回転ローラ１６と第４回転ローラ１７とで転がされる石炭塊は、強制的に第１テーパ面１８で軸方向一方側へ移動され、第２テーパ面１９で軸方向他方側へ移動される。すなわち、本実施形態では、第１テーパ面１８、第２テーパ面１９、突部２０、円筒部２１及び螺旋状リブ２２よりなる凹凸外周面により、第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７間の隙間にとどまろうとする石炭塊が、軸方向に動くようにその回転を乱されるので、石炭塊は下流側へ強制的に搬送される。第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７の凹凸面が段違いになるように第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７を並べることで、隙間が大きくなりすぎず、第１外径よりも大きい石炭塊は篩い落とされずに分離される。

最後まで篩い落とされずに搬送されてきた１００ｍｍを超える石炭塊は、貯留部９に蓄えられる。

このようにして上流側篩い分け部２の下部のピットに蓄えられた小径の石炭塊、下流側篩い分け部３の下部のピットに蓄えられた中径の石炭塊及び貯留部９に蓄えられた大径の石炭塊は、それぞれ別々に集められる。

以上説明したように、本実施形態では、下流側篩い分け部３における第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７の凹凸外周面として、第１テーパ面１８と第２テーパ面１９とが連続したそろばん珠形状の突部２０を少なくとも１つ設けたので、石炭塊が軸方向に効果的に篩い分けられる。特にテーパの角度が３０°で最大径が例えば、４５９ｍｍの第１テーパ面１８と第２テーパ面１９とが組み合わされた突部２０は、石炭塊の噛み込みを防ぐ効果を発揮することが確認できた。

さらに本実施形態では、第１テーパ面１８及び第２テーパ面１９が設けられない円筒部２１においても、螺旋状リブ２２が石炭塊を回転に伴って軸方向に徐々にずらして第１テーパ面１８又は第２テーパ面１９の方へ移動させ、第１テーパ面１８又は第２テーパ面１９に沿ってより回転スピードを上昇させられながら持ち上げられて下流側へ搬出されるので、石炭塊が噛み込みにくい。

本実施形態では、上流側篩い分け部２における第１回転ローラ１２及び第２回転ローラ１３でまず小さめの石炭塊を篩い落とし、下流側の第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７でさらに大きめの石炭塊が篩い落とされ、残った１００ｍｍ越の石炭が貯留部９に分けられる。このように複数段階で篩い分けることでより効果的な篩い分けが行われる。

本実施形態では、最も外径の小さい円筒部２１の外径を第１回転ローラ１２及び第２回転ローラ１３の外径よりも大きくしたので、例えば、同じ回転速度（毎分１５３回転）で第１回転ローラ１２及び第２回転ローラ１３と下流側の第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７とを回転させたとしても、下流側篩い分け部３の方が外径が大きいので、石炭塊が回転させられる速度が速くなり、搬送力が大きくなって大きな塊を運びやすい。

したがって、本実施形態に係るローラスクリーン１によると、目詰まりを避けながら石炭塊を効果的に篩い分けすることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、第１回転ローラ１２、第２回転ローラ１３、第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７を設けたが、少なくとも第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７が設けられていればよい。第３回転ローラ１６及び第４回転ローラ１７の第１テーパ面１８、第２テーパ面１９及び突部２０の配置は、上記実施形態の態様に限定されず、その個数や間隔も限定されない。

上記実施形態では、被処理物として、石炭塊について説明したが、採掘土、廃棄物等特に限定されず、特に従来の振動スクリーンでは篩分け困難な被処理物（高水分、付着性、高温など）の篩い分けに適している。この場合、被処理物の篩い分けたい大きさに合わせて円筒部２１の外径や、第１テーパ面１８、第２テーパ面１９及び突部２０の外径等や隙間を調整すればよい。また、回転速度も被処理物に合わせて調整すればよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ローラスクリーン
２ 上流側篩い分け部
２ａ スライダ
３ 下流側篩い分け部
４ ケーシング
５ 投入用開口
６ ダクト
７ マンホール
８ 点検口
９ 貯留部
１０ 駆動用電動モータ
１１ 伝達機構
１１ａ スプロケット
１１ｂ チェーン
１２ 第１回転ローラ（上流側回転ローラ）
１２ａ 第１外周面（上流側外周面）
１２ｂ 第１板部材
１３ 第２回転ローラ（上流側回転ローラ）
１３ａ 第２外周面（上流側外周面）
１３ｂ 第２板部材
１４ 軸受
１６ 第３回転ローラ（回転ローラ）
１７ 第４回転ローラ（回転ローラ）
１８ 第１テーパ面（凹凸外周面）
１９ 第２テーパ面（凹凸外周面）
２０ 突部
２１ 円筒部（凹凸外周面）
２２ 螺旋状リブ
２３ 円板部
２４ 回転軸

Claims (5)

1. 複数の回転ローラで被処理物を篩い分けながら搬送するローラスクリーンにおいて、
   上記回転ローラは、上記被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面を備え、該凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成されており、
   上記凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる少なくとも１つの第１テーパ面と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる少なくとも１つの第２テーパ面とを有し、
   上記凹凸外周面における上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない外周面には、螺旋状リブが突設されている
   ことを特徴とするローラスクリーン。
2. 複数の回転ローラで被処理物を篩い分けながら搬送するローラスクリーンにおいて、
   上記回転ローラは、上記被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面を備え、該凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成されており、
   上記凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる少なくとも１つの第１テーパ面と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる少なくとも１つの第２テーパ面とを有し、
   上記回転ローラが配列された下流側領域よりも上流側には、投入された上記被処理物が当接する上流側外周面及び軸方向に所定間隔を空けて該上流側外周面から突出するように設けられた板部材を備え、搬送方向に複数回転可能に配列され、上記第１外径よりも小さい第２外径の被処理物を篩い落としながら搬送する上流側回転ローラが設けられている
   ことを特徴とするローラスクリーン。
3. 請求項２に記載のローラスクリーンにおいて、
   上記凹凸外周面における上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない外周面の外径は、上記上流側外周面の外径よりも大きい
   ことを特徴とするローラスクリーン。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のローラスクリーンにおいて、
   上記凹凸外周面は、上記第１テーパ面と上記第２テーパ面とが連続したそろばん珠形状の突部を少なくとも１つ有する
   ことを特徴とするローラスクリーン。
5. 複数の回転ローラで被処理物を篩い分けながら搬送するローラスクリーンにおいて、
   上記回転ローラは、上記被処理物が当接する凹凸のある凹凸外周面を備え、該凹凸外周面の凹凸面が段違いになるように搬送方向に複数回転可能に配列され、所定の第１外径よりも小さい被処理物を篩い落としながら搬送するように構成されており、
   上記凹凸外周面は、一端側から見て軸方向に進むにつれて外径が大きくなる少なくとも１つの第１テーパ面と、軸方向に進むにつれて外径が小さくなる少なくとも１つの第２テーパ面とを有すると共に、上記第１テーパ面と上記第２テーパ面とが連続した少なくとも１つのそろばん珠形状の突部と、上記第１テーパ面及び第２テーパ面のない円筒部とを有し、
   隣り合う回転ローラにおける一方の上記突部の最大外径部分と他方の上記円筒部とが対向する位置に配置されている
   ことを特徴とするローラスクリーン。

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